DE3516772C2 - Schlauchkupplung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schlauchkupplung der im Ober­ begriff des Anspruchs 1 genannten Art.

Allgemein bekannt sind Kraftformschlußverbindungen in Form von zylindrischen Schnappverbindungen aus Kunststoff. Aus der DE 29 21 607 B1 ist eine rohrförmige Steckverbindung mit einem in Um­ fangsrichtung wirkenden Dichtring bekannt, der in einer Ringnut an der Außenseite eines Steckerteils gelagert ist. Desweiteren ist aus dem deutschen Gebrauchsmuster DE-GM 19 61 360 eine Schnellkupplung für Kunststoffrohre bekannt, bei der auf das einzuführende, glatte Rohrende ein Außenring geklebt wird, der Teil eines Bajonettverschlusses ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine steckbare Schlauchkupplung, bei der ein Schlauchende zur Herstellung einer Schlauchverbindung in eine Anschlußhülse eingesteckt wird, und zwar insbesondere gegen einen nur geringen Wider­ stand federnder Rastelemente, nach dem Einschieben aber nur gegen einen signifikanten Widerstand durch die Rast­ elemente aus der Hülse wieder herausziehbar ist, zu schaffen, die mit dem gleichen Komfort schnell, zuverlässige sicher und ohne Hilfswerkzeuge oder zweite Arbeitsgänge wie aufwendige und mehrteilig ausgebildete Schlauchkupplungen steckbar ist, im Gegensatz zu solchen Kupplungen jedoch so betont einfach ausgebildet und preiswert herstellbar ist, daß sie auch im Rahmen der Großserienfertigung und Massen­ fertigung, insbesondere im Bereich der Automobilmontage marktgerecht eingesetzt werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe schafft die Erfindung eine Schlauchkupplung, die die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 genannten Merkmale erfindungswesentlich auf­ weist.

Die Anschlußhülse der Schlauchkupplung gemäß der Erfindung ist also einstückig mit einem angeformten Federzungenkranz ausgestattet, in dem eine relativ breite Ringnut ausgebil­ det ist, die einen Dichtungsring und einen als hintergreifendes Rastelement dienenden Zylinderring mit Spiel aufnimmt, der seinerseits fest mit dem einzusteckenden Schlauchende ver­ bunden ist, vorzugsweise als separates Teil vorgeformt und dann auf diesem Schlauchende verschweißt, verklebt oder in anderer Weise unlösbar befestigt ist. Dabei ist dieser Zylinderring nach einer Ausgestaltung der Erfindung vorzugs­ weise selber ein Kunststoff-Schlauchabschnitt, dessen Innendurchmesser zumindest im wesentlichen gleich dem Außen­ durchmesser des anzuschließenden Schlauchendes ist. Dieser zylindrische Schlauchabschnitt wird über das Ende des anzuschließenden Schlauches geschoben und dann auf diesem befestigt, insbesondere durch Verschweißen und/oder Verkleben vorzugsweise durch insbesondere punktweises Ultraschallver­ schweißen.

Zur besseren Abstützung und Halterung des Dichtringes, in der Regel eines O-Ringes aus Gummi, ist die axial innen liegende radiale Begrenzungsfläche der Ringnut zumindest im wesentlichen profilkomplementär zum Profil des Dichtungs­ ringes ausgebildet.

Die axial außen liegende radiale Begrenzungsfläche der Nut ist sich nach axial innen öffnend und nach axial außen verjüngend als relativ steil gestellte Konusfläche, also als Innenkegelfläche mit großem Öffnungswinkel, ausgebildet. Diese Fläche dient als Rastfläche und Halteanschlag für den mit dem Schlauch verbundenen Zylinderring. Je steiler diese Konusfläche zur Schlauchachse und zur koaxialen Hülsenachse steht, desto größer ist die Kraft, die aufgewendet werden muß, um den gekuppelten Schlauch aus der Kupplungshülse herauszuziehen: Umgekehrt, je stärker diese Konusfläche gegen die Mittelachse der Kupplung geneigt ist, um so geringer sind die zum Herausziehen des angeschlossenen Schlauchendes erforderlichen Zugkräfte. Mit anderen Worten, durch eine Einstellung der Neigung dieser Haltekonusfläche kann die zum Trennen der Schlauchkupplung erforderliche Zugkraft vorab genau eingestellt werden.

Der durch die axial außen liegenden Zungenfederkanten gebildete Kragen der Hülse ist nach einer Ausgestaltung der Erfindung vorzugsweise relativ spitzkeglig und sich nach axial innen verjüngend abgefast, um das Einstecken des Schlauchendes in die Anschluß- oder Kupplungshülse, genauer gesagt, das Hindurchzwingen des mit dem Schlauchende fest verbundenen Zylinderringes durch die nach radial innen vorspringende Eingangswulst des Federzungenringes so gering wie sinnvollerweise wünschenswert zu halten. Auch hier gilt, daß die Neigung dieser Kegelfläche gegen die Mittelachse der Kupplung die zum Einstecken des Schlauchendes erforderliche Schubkraft definiert. Je flacher die Kegelfläche gegen die Mittelachse geneigt ist, desto geringer sind die zum Ein­ stecken des Schlauchendes erforderlichen Schubkräfte.

Zur sicheren Positionierung, Zentrierung und Halterung des vorderen Schlauchendes in der Anschlußhülse ist nach einer Ausgestaltung der Erfindung der Innendurchmesser der Hülse axial außen vom Hülsenkragen bis zu einem zum Herstellen einer ausreichend sicheren Dichtung erforderlichen Abstand axial innen hinter dem Dichtungsring unter Wahrung eines geringen Übermasses zumindest im wesentlichen gleich dem Außendurchmesser des Schlauchendes. Dieser Abschnitt der Hülse ist dabei axial so lang bemessen, daß die axial innen liegende Stirnseite des anzuschließenden Schlauchendes aus­ reichend weit durch den Dichtungsring hindurchgeführt ist, um eine einwandfreie Abdichtung des Ringsspalts zwischen dem Außenmantel des Schlauchendes und dem Innenmantel der Hülse zu gewährleisten. Zweckmäßigerweise ist zu diesem Zweck weiterhin am Boden des axial äußeren Einsteckbereichs axial innen ein Anschlagfalz ausgebildet, an den die Stirn­ seite des anzuschließenden Schlauchendes beim Einstecken anschlägt und der Benutzer dadurch die Gewähr hat, daß das Schlauchende ausreichend tief in die Hülse und durch den Dichtungsring hindurch eingesteckt ist. Hinter dem Ringfalz ist der Innendurchmesser der Anschlußhülse vorzugsweise zumindest im wesentlichen gleich dem Innendurchmesser des anzuschließenden bzw. angeschlossenen Schlauches ausgebildet.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt die einzige Figur, nämlich die

Fig. 1 im Axialschnitt und in Teil­ darstellung ein Ausführungs­ beispiel einer lösbaren Schlauchkupplung gemäß der Erfindung.

Die in der Figur dargestellte Schlauchkupplung besteht aus einer Anschlußhülse 1 aus einem Hülsenkörper 2 mit einstückig angeformten axialen Zungenfederelementen 3, in denen eine umlaufende, nach radial innen offene Ringnut 4 ausgebildet ist. Die Ringnut 4 ist axial so breit ausge­ bildet, daß sie mit axialen Spiel axial innen liegend einen Dichtungsring 5 und axial außen vor diesem liegend einen fest mit einem Schlauchende 6 verschweißten Zylin­ derring 7 aufnehmen kann. In dem hier gezeigten Ausfüh­ rungsbeispiel besteht der Schlauch 6 aus PVC und ist der Zylinderring 7 ein Polyamidschlauchabschnitt, dessen Innendurchmesser mit geringem Übermaß fast gleich dem Außendurchmesser des Schlauchendes 6 ist. Dieser Schlauch­ abschnitt 7 wird während eines werkseitigen Vormontageschrittes axial auf das Schlauchende 6 aufgeschoben und dann durch Ultraschall-Punktschweißen mit diesem unlösbar fest ver­ schweißt. Die so "armierten" Schlauchenden dienen dann ohne jede weitere Bearbeitung als Kupplungsstecker.

Die axial innen liegende radiale Begrenzungsfläche 8 der Ringnut 4 ist als Hohlkehle mit angenähert kreisförmigem Profil, also zumindest im wesentlichen profilkomplementär zum Profil des O-Rings 5 ausgebildet, um dadurch die Lage des Dichtungsrings 5 in der Nut 4 zu stabilisieren.

Die der Begrenzungsfläche 8 axial außen gegenüberliegende radiale Begrenzungsfläche 9 der Nut 4 ist als eine sich nach axial innen öffnende Kegelfläche ausgebildet, die relativ steil zur Mittelachse 10 der Kupplung steht und als Halteschräge dient, die einem Herausziehen des Schlauch­ endes 6 und einem Hindurchzwingen des mit diesem fest verbundenen Zylinderringes 7 durch die nach radial innen vorspringende Wulst 11 im Kragen des Federzungenringes einen beabsichtigten Widerstand entgegensetzt. Je steiler die Kegelfläche 9 zur Mittelachse 10 steht, um so größer ist die Zugkraft, die erforderlich ist, um das Schlauchende 6 aus der Anschlußhülse 1 herauszuziehen. Umgekehrt, je flacher die Kegelfläche 9 gegen die Mittelachse 10 geneigt ist, um so leichter läßt sich das Schlauchende 6 aus der Anschlußhülse 1 herausziehen. Die jeweils zum Lösen der Kupplung erforderliche Zugkraft ist also in einfacher Weise durch den Grad der Schrägstellung in der Kegelfläche 9 gegenüber der Mittelachse 10 der Kupplung einstellbar.

Entsprechendes gilt für die auf der Innenseite des Hülsen­ kragens 12 ausgebildete kegelförmige Anfassung 13. Je flacher die Kegelfläche 13 zur Mittelachse 10 steht, desto leichter läßt sich das mit dem Zylinderring 7 verbundene Schlauchende 6 in die Kupplungshülse einführen.

Zur sicheren Zentrierung und Halterung des Schlauchendes 6 in der Anschlußhülse 1 ist der Innendurchmesser der Hülse 1 axial außen vom Hülsenkragen 12 nach axial einwärts bis zu einem zum Herstellen einer ausreichend sicheren Dichtung erforderlichen Abstand hinter dem Dichtungsring 5 unter Wahrung eines geringen Übermaßes zumindest im wesentlichen gleich dem Außendurchmesser des Schlauchendes 6. Auf dem Boden des axial äußeren Hülsenteils ist ein nach radial einwärts vorspringender Ringfalz 14 ausgebildet, der als Anschlag für die Stirnseite 15 des Schlauchendes 6 dient und so beim Einstecken des Schlauchendes 6 in die Anschlußhülse 1 merklich durch Anschlag signalisiert, daß die Stirnseite 15 des Schlauchendes 6 ausreichend weit durch den Dichtungsring 5 hindurchgeschoben ist, um eine sichere Abdichtung des Außenmantels des Schlauchendes 6 gegenüber der Innenwandung der Anschlußhülse 1 zu ge­ währleisten. Axial innen hinter dem Ringfalz 14 ist der Innendurchmesser des Hülsenkörpers 2 zumindest im wesentlichen gleich dem Innendurchmesser des koaxial justierten Schlauchendes 6.

Um die Dichtheit der Verbindung und die richtige Lage des Dichtungsringes zuverlässig überprüfen zu können, ist die Anschlußhülse 1 insgesamt aus durchsichtigem Kunst­ stoff, hier aus dem unter dem Handelsnamen Trogamit T der Dynamit Nobel im Handel befindlichen Polyamid, hergestellt.

Die Schlauchkupplung gemäß der Erfindung wird vorzugsweise überall dort eingesetzt, wo in Montagearbeitstakten bei der Großserien- oder Massenfertigung problemlos, zuverlässig und rasch steckbar Schlauchverbindungen hergestellt werden müssen, beispielsweise also beim Kraftfahrzeugbau im Rahmen der Waschanlagen oder beim Verschalten der Unter­ drucksteuerleitungen oder beim Bau von Fluidsteuerungs­ systemen im Anlagenbau.

Claims (5)

1. Schlauchkupplung, bei der ein Schlauchende gegen nur geringen Widerstand in eine Anschlußhülse (1) mit federnden Rastelementen einsteckbar und nur gegen einen signifikanten Widerstand aus dieser wieder herausziehbar ist, gekennzeichnet durch einstückig am Hülsenkörper (2) angeformte axiale Zungen­ federelemente (3), in denen eine umlaufende, nach radial innen offene Ringnut (4) ausgebildet ist, die axial so breit ist, daß sie mit Spiel axial innenliegend einen Dichtungsring (5) und axial außen vor diesem liegend einen fest und unlösbar mit dem Schlauchende (6) verbun­ denen Zylinderring (7) aufnehmen kann, wobei die axial innenliegende radiale Begrenzungsfläche (8) der Ringnut zumindest im wesentlichen profilkomplementär zum Profil des Dichtungsringes (5) und die axial außenliegende radiale Begrenzungsfläche (9) der Ringnut (4) als eine sich nach axial innen öffnende Kegelfläche ausgebildet sind.

2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser der Hülse (1) axial außen vom Hülsenkragen (12) bis zu einem zum Herstellen einer ausreichend sicheren Dichtung erforderlichen Abstand hinter dem Dichtungsring (5) unter Wahrung eines geringen Über­ masses zumindest im wesentlichen gleich dem Außendurch­ messer des Schlauchendes (6) ist, und sich dann nach axial innen unter Bildung eines als Anschlag für die Stirn­ seite (15) des Schlauchendes (6) dienenden Ringfalzes (14) so weit verringert, daß er zumindest im wesentlichen gleich dem Innendurchmesser des Schlauchendes (6) ist.

3. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hülsenkragen (12) sich flach nach axial außen öffnend konisch angefast (13) ist.

4. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußhülse (1) aus durchsichtigem Kunststoff, insbesondere durchsichtigem Polyamid besteht.

5. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinderring (7) ein Kunststoffschlauchabschnitt ist, der auf das kuppelnde Schlauchende (6) axial aufgeschoben und anschließend auf diesem verklebt oder verschweißt ist.